ソーラーカー用ウィンカー回路をつくる（４）～完成～-電気系ものづくりブログ

前回（ソーラーカー用ウィンカー回路をつくる（３）～LED発光部～）に引き続き、ソーラーカー用ウィンカー回路についてやっていきます。今回は、残りの設計編です。

電子スイッチ（MOSFET）

ウィンカーを点滅させる、電子スイッチにはMOSFETを使います。

ソーラーカー用ウィンカー回路をつくる（２）～矩形波発振回路～で設計した「LMC555」による矩形波発振回路の出力信号が、MOSFETのゲート信号となります。矩形波発振回路の出力信号は0V⇔5Vの電圧なので、5Vでドライブできる「2SK2232」を選定しました。

LMC555のデータシートに、「-10mA、+50mA出力電流レベルがテスト済み」という記述があります。なので、LMC555の出力電流は最大50mAとし、ゲート抵抗は100Ωとしました。ゲート・ソース間の抵抗10kΩは、電源OFF時に確実にOFFとするために入れています。

次に、熱的に大丈夫か確認します。

データシートより、

と、特性が読み取れます。

チャネル温度の使用最大値を125℃、周囲温度Ta=65℃とすると、

許容最大電力は0.96Wとなります。

LED発光部1ユニットごとに最大61.94mA流れるので、ハザード点灯状態では61.94mA×4＝247.76mAがMOSFETに流れる最大電流値です。なので、

MOSFETの導通損は2.455mWと計算できます。先に計算した最大許容電力0.96Wと比べて、かなり余裕があるので、ヒートシンクなしで問題なく使用できると判断できます。(ｽｲｯﾁﾝｸﾞ損を足してもほぼ間違いなく許容電力以下となると思われるので)

全体の回路図は、こうなりました。

左ウィンカー点滅用スイッチ、右ウィンカー点滅用スイッチは、矩形波発振回路の電源（5V）供給スイッチも兼ねます。ウィンカーをOFFとしている時に矩形波発振回路の電源をOFFすることで、消費電力を下げています。

製作したウィンカー回路の動作確認を行いました。

計測点は図のCh1、Ch2です。

Ch1は電流プローブによる電流計測です。電流プローブの[1mV/10mA]レンジで、配線を5ターン巻いて計測し、オシロ側で[×10]としているので、表示上[50mV/10mA]の変換比となっています。

ハザード点滅状態での動作波形はこのようになりました。

Ch2のMOSFETのゲート信号に合わせて、回路に電流（Ch1）が流れていることが分かります。ゲート電圧は0⇔5V、電流は0⇔208mA程度となっています。電流はLED4ユニット分なので、1ユニットあたり(平均で)52mA程度となっています。

続いて、ウィンカー点滅状態での動作波形はこのようになりました。

ハザードと同様に、ゲート信号に合わせて、回路に電流が流れています。電流値が0⇔107mA程度となっています。この電流値はLED2ユニット分なので、1ユニットあたりでは(平均)53mA程度となっています。

設計したウィンカー回路の部品を表にまとめると、こうなりました。